Termenii Firmware și Software în Tehnologia Modernă
În era digitală actuală, computerele și sistemele încorporate joacă un rol esențial. Termenii „software” și „hardware” sunt frecvent întâlniți în discuțiile despre tehnologie, însă există și un al treilea element important: „firmware”.
În industria electronică, firmware-ul și software-ul sunt la fel de importante, dar distincția dintre ele poate fi uneori neclară, deoarece pot îndeplini funcții similare. De exemplu, instalarea manuală a unei actualizări de sistem Android poate fi considerată ca fiind o operațiune legată de firmware, deoarece software-ul este creat specific pentru hardware-ul sau firmware-ul unui dispozitiv. Scopul acestui articol este de a clarifica diferențele, asemănările și aplicațiile software-ului și firmware-ului.
Ce Este Firmware-ul?
Firmware-ul este un tip special de software care oferă un control la nivel scăzut asupra hardware-ului unui dispozitiv. Conține funcțiile esențiale ale acestuia, oferind o interfață între hardware și software-ul de nivel superior, cum ar fi sistemele de operare. În cazul dispozitivelor mai simple, firmware-ul poate acționa ca un sistem de operare complet, gestionând controlul, monitorizarea și manipularea datelor. Acesta este stocat în memorii nevolatile, cum ar fi EPROM, EEPROM, memoria flash și ROM.
Termenul „firmware” a fost inventat în 1967 de omul de știință american Ascher Opler, care l-a folosit pentru a descrie un microprogram intermediar între software și hardware.
Actualizarea firmware-ului poate necesita înlocuirea fizică a memoriei ROM sau reprogramarea EPROM-ului printr-o anumită procedură. Unele dispozitive cu firmware nu permit modificarea acestuia odată ce este instalat. Scopul principal al actualizărilor de firmware este de a corecta erori, de a adăuga funcții noi și de a îmbunătăți performanța dispozitivului. Firmware-ul poate fi considerat „software pentru hardware”, deși este diferit de software-ul în sine.
Producătorii de dispozitive lansează în mod regulat actualizări de firmware pentru a asigura funcționarea corectă și compatibilitatea cu noile medii. Aceste actualizări pot fi descărcate de pe site-urile web ale producătorilor de routere, smartphone-uri, camere și alte dispozitive.
Firmware-ul este clasificat în trei categorii principale, în funcție de nivelul de integrare hardware:
- Firmware de nivel scăzut: Este parte integrantă a hardware-ului și este stocat pe cipuri de memorie ROM, care nu pot fi rescrise sau modificate.
- Firmware de nivel înalt: Permite actualizări și este stocat pe cipuri de memorie flash. Este mai complex decât firmware-ul de nivel scăzut.
- Firmware de subsistem: Face parte din sistemul încorporat, cum ar fi subsistemul de alimentare al unui server.
Exemple de dispozitive care utilizează firmware sunt BIOS-ul sau UEFI, unitățile USB, senzorii, computerele mici și cardurile inteligente.
Cum Funcționează Actualizările de Firmware?
Actualizările de firmware sunt importante pentru prevenirea atacurilor cibernetice, îmbunătățirea securității, corectarea erorilor, introducerea de noi funcții și asigurarea compatibilității cu cele mai recente tehnologii. Acestea constau în coduri care indică hardware-ului să funcționeze într-un mod nou sau modificat.
Unele dispozitive conectate la internet verifică automat existența actualizărilor de firmware și le instalează. Altele necesită ca utilizatorii să descarce și să instaleze actualizările manual de pe site-ul web al producătorului. Frecvența actualizărilor poate varia în funcție de utilizarea dispozitivului. Smartphone-urile, de exemplu, actualizează de obicei firmware-ul împreună cu actualizările de software, eliminând necesitatea actualizărilor separate.
Ce Este Software-ul?
Software-ul reprezintă datele, programele și instrucțiunile utilizate pentru a efectua operațiuni specifice pe un computer. Este opusul hardware-ului, care reprezintă aspectele fizice ale unui sistem informatic. Software-ul este intangibil și este termenul general pentru scripturi, programe și aplicații care rulează pe orice dispozitiv. Principalele categorii de software sunt:
- Software de aplicație: Acesta este software-ul care îndeplinește nevoi specifice sau sarcini esențiale, cum ar fi procesoarele de text, jocurile sau navigatoarele web.
- Software de sistem: Este conceput pentru a rula hardware-ul dispozitivului și oferă o platformă pentru aplicații, cum ar fi sistemele de operare.
- Software de programare: Oferă instrumentele necesare dezvoltatorilor de software, incluzând limbajele de programare și mediile de dezvoltare.
Software-ul a evoluat de la a fi vândut pe dischete în anii 1980, la CD-uri și DVD-uri, și până la a fi descărcat direct de pe internet. Modelele de dezvoltare software includ proiectarea arhitecturală, designul la nivel înalt și stratul detaliat, fiecare având un rol specific în structura și funcționarea software-ului.
Calitatea software-ului este măsurată prin caracteristici precum accesibilitatea, compatibilitatea, funcționalitatea, performanța, portabilitatea, instalabilitatea, localizarea, eficiența, mentenabilitatea, securitatea, utilizabilitatea, testabilitatea și fiabilitatea.
Cum Funcționează Software-ul?
Software-ul furnizează date și instrucțiuni computerului pentru a satisface nevoile utilizatorilor. Aplicațiile software și software-ul de sistem funcționează în moduri diferite.
Software de Aplicație
Acesta conține programe care îndeplinesc sarcini specifice pentru utilizatorii finali. Deși este software, nu poate funcționa singur și necesită un sistem de operare și alte software-uri de sistem. Aplicațiile desktop utilizează memoria computerului pentru a efectua sarcini și nu au nevoie de o conexiune la internet, în timp ce aplicațiile web au nevoie de o conexiune la internet pentru a funcționa.
Software de Sistem
Acesta funcționează în fundal și se ocupă de funcțiile esențiale ale computerului, coordonând software-ul și hardware-ul pentru ca software-ul de nivel înalt să poată rula. Software-ul de sistem începe să funcționeze odată cu pornirea computerului și rulează continuu atâta timp cât sistemul este pornit. Acesta este scris în cod mașină de nivel scăzut sau limbaj de asamblare și permite sistemului informatic să funcționeze corect.
Firmware vs Software: Asemănări
În contextul sistemelor încorporate, firmware-ul și software-ul sunt termeni interschimbabili. Firmware-ul poate fi considerat un tip de software de nivel scăzut. În unele descrieri de posturi, „inginer de software încorporat” și „inginer de firmware încorporat” pot avea aceleași responsabilități, deoarece aplicația este dezvoltată împreună cu sistemul.
De exemplu, în cazul unui sistem barebone (fără sistem de operare), fișierele specifice furnizorului de microcontrolere, driverele și anteturile gestionează partea hardware. Aplicațiile software sunt scrise folosind aceste fișiere, iar toate fișierele sunt combinate într-un fișier binar. În cazul sistemelor de operare RTOS, RTOS gestionează memoria și schimbarea contextului, dar aplicațiile software sunt scrise folosind driverele de microcontrolere, driverele terță parte și fișierele RTOS.
Firmware vs Software: Diferențe
Iată câteva diferențe cheie între firmware și software:
| Firmware | Software |
| Este un tip de software care controlează hardware-ul și se actualizează regulat. | Este un set de instrucțiuni pentru un sistem informatic. |
| Firmware-ul este software de nivel scăzut, între sistemul de operare și hardware. | Software-ul se află deasupra sistemului de operare și nu interacționează direct cu hardware-ul. |
| Include firmware de nivel scăzut, firmware de nivel înalt și firmware de subsistem. | Include software pentru aplicații, sistem, programare, middleware și drivere. |
| Dimensiunea sa este mică. | Dimensiunea sa poate fi mare, deși este virtuală. |
| Este proiectat să nu fie modificat. | Poate fi personalizat sau modificat în funcție de preferințele și nevoile utilizatorilor. |
| Este programat o singură dată. | Software-ul poate fi instalat și dezinstalat de mai multe ori. |
| Firmware-ul se află în memoria flash a hardware-ului. | Este stocat pe dispozitivele secundare de stocare ale sistemului informatic. |
| Limbajul de programare de nivel scăzut este folosit în timpul dezvoltării. | Atât limbajul de programare de nivel înalt cât și cel de nivel scăzut sunt folosite în timpul dezvoltării. |
| Funcționează direct pe cipuri de memorie, cum ar fi EEPROM și flash. | Este copiat de pe medii amovibile, cum ar fi DVD-uri și USB-uri, și instalat în dispozitive de stocare cum ar fi SSD-uri sau hard disk-uri. |
| Exemple: UEFI și BIOS. | Exemple: sisteme de operare ca Linux, Android, Windows; aplicații ca browsere, jocuri, MS Office. |
Firmware vs Software: Cazuri de Utilizare
Cazuri de Utilizare ale Firmware-ului
Firmware-ul este prezent într-o gamă largă de dispozitive, inclusiv:
- Computere personale: Firmware-ul este încorporat într-un cip de memorie mic, iar perifericele computerului conțin și ele firmware.
- Electrocasnice: Mașinile de spălat rufe și vase utilizează firmware pentru a comunica cu un computer care configurează setările.
- Dispozitive de stocare: Hard disk-urile, dispozitivele portabile de stocare și unitățile USB conțin firmware pentru a funcționa cu sistemul computerizat.
- Carduri inteligente: Acestea conțin firmware pentru a oferi funcționalități de bază, criptare și autentificare.
- Automobile: Vehiculele conțin senzori, computere mici și sisteme încorporate cu firmware pentru îndeplinirea sarcinilor.
- Dispozitive mobile: Laptopurile, tabletele, smartphone-urile și alte dispozitive mobile conțin firmware pentru ca hardware-ul să ruleze cu software.
Cazuri de Utilizare ale Software-ului
Software-ul este prezent în rutina zilnică a fiecărui utilizator de tehnologie și are o gamă largă de aplicații:
Aplicații software:
- Procesoare de text: MS Word, Notepad
- Programe de calcul tabelar: Microsoft Excel, Apple Numbers
- Software pentru baze de date: MS Access, Oracle
- Software pentru simulare: simulatoare științifice și de zbor
- Software pentru întreprinderi: CRM
- Software multimedia: playere media
- Software educațional: Encarta, Google Earth
- Software de prezentare: Keynotes, Microsoft PowerPoint
- Software pentru gestionarea resurselor
- Suite de aplicații: Microsoft Office, OpenOffice
- Software de acces la conținut: browsere web, playere media
Ingineria sistemului:
- Sisteme de operare: Windows, macOS, Linux
- Drivere de dispozitiv
- Firmware
- BIOS și UEFI
- Traductoare de limbaj de programare
- Utilități
Concluzie
Firmware-ul este utilizat pentru a microcoda sistemele încorporate în hardware, în timp ce software-ul se referă la programele de nivel înalt. Înlocuirea firmware-ului este mai dificilă, în timp ce software-ul poate fi înlocuit cu ușurință. Firmware-ul este un tip de software de sistem care controlează hardware-ul, în timp ce software-ul este un set de instrucțiuni care permit computerelor și altor dispozitive să efectueze sarcini. Sper că acum diferențele și asemănările dintre firmware și software sunt clare.
V-ar putea interesa să aflați și despre Internetul lucrurilor (IoT).